KR102120391B1

KR102120391B1 - Axle Apparatus for Vehicle

Info

Publication number: KR102120391B1
Application number: KR1020180113558A
Authority: KR
Inventors: 김동우
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-06-08
Also published as: KR20200034162A

Abstract

본 발명은 그 목적이 액슬 구동장치의 부품 통합화를 통한 중량절감 및 설계의 자유도를 향상시킬 수 있고, 허브와 드라이브샤프트 사이의 이음 발생이 있는 구조를 개선하며 스틸와셔 부품을 삭제할 수 있는데 있다.The object of the present invention is to improve the weight reduction and design freedom through the integration of parts of the axle drive, improve the structure with a joint between the hub and the drive shaft, and eliminate the steel washer parts.

Description

Axle drive for vehicles {Axle Apparatus for Vehicle}

본 발명은 차량용 액슬 구동장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 베어링 예압 통합형의 드라이브샤프트를 적용한 차량의 액슬 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an axle driving device for a vehicle, and more particularly, to a vehicle axle driving device to which a bearing preload integrated drive shaft is applied.

일반적으로 차량 구동륜의 액슬 구동장치의 경우 차량의 좌우에 장착되어 연결된 구동 및 조향기구를 통해 전달된 동력을 타이어에 전달하는 기구로서 베어링, 드라이브샤프트, 디스크, 로크너트의 주요 부품으로 구성되어 있다. In general, in the case of an axle driving device of a vehicle driving wheel, it is mounted on the left and right sides of a vehicle and transmits power transmitted through a connected driving and steering mechanism to a tire, and is composed of main parts of a bearing, a drive shaft, a disk, and a lock nut.

이에 구비된 드라이브샤프트는 파워트레인에서 발생한 동력을 휠로 전달하는 장치로서, 변속기와 휠측에는 각각 조인트가 비치되며, 휠 쪽에는 조향시의 절각을 반영하여 동력을 전달할 수 있도록 볼 조인트가 주로 사용된다.The drive shaft provided therein is a device that transmits the power generated by the power train to the wheel, and joints are provided on the transmission and the wheel side, and a ball joint is mainly used on the wheel side to transmit power by reflecting the cutting angle during steering.

또한, 도2를 참조하여 본 베어링의 경우 허브, 볼, 인너레이스, 아우터링으로 구성되어 있으며, 구성부품인 허브의 세레이션과 드라이브샤프트의 구성부품인 아우터레이스의 세레이션이 맞물이게 되고 로크너트로 체결되어 차량의 구동력을 전달한다. 상술한 구성 부품들이 조립되어 허브의 끝단에 오비탈포밍(orbital forming) 공정을 적용하여 베어링 예압이 주어진다. 그리고 상술한 러브의 플랜지 면에는 디스크가 조립된다.In addition, referring to FIG. 2, the bearing consists of a hub, a ball, an inner race, and an outer ring, and the serration of the hub as a component and the serration of the outer race as a component of the drive shaft are engaged and the lock nut. It is fastened with to transmit the driving force of the vehicle. The above-mentioned components are assembled and a bearing preload is given by applying an orbital forming process to the end of the hub. And the disk is assembled on the flange surface of the above-mentioned love.

그런데 근래 차량의 연비개선을 위하여 부품 구성의 간결화 혹은 통합화 등을 통하여 중량 절감을 목표로 하고 있는 상황에서 스프링 하중량(unsprung mass)에 포함되는 액슬 구동장치의 중량이 절감되게 된다면, 차량의 연비개선에 큰 효과를 미치게 된다. 여기서 스프링 하중량이란 스프링 하부에 해당되는 질량을 의미하는 것으로 프런트 액슬의 구성품인 너클, 허브베어링, 드라이브샤프트와 휠, 타이어 등이 해당된다. 스프링 하중량을 감소시키면 연비개선뿐만 아니라 차량의 승차감 및 조종 안정성을 향상 시킬 수 있다.However, in recent years, in order to improve the fuel efficiency of a vehicle, if the weight of the axle driving device included in the unsprung mass is reduced in a situation where the goal is to reduce the weight through concise or integrated parts, etc., the fuel efficiency of the vehicle is improved. It has a great effect on. Here, the weight under the spring means a mass corresponding to the lower part of the spring, and includes knuckles, hub bearings, drive shafts, wheels, and tires, which are components of the front axle. Reducing the spring weight can improve not only fuel efficiency, but also the vehicle's ride comfort and steering stability.

이에 상술한 종래의 액슬 구동장치는 베어링의 허브측 세레이션과 드라이브샤프트의 아우터레이스측 세레이션이 서로 맞물려 돌아가는 구조이고, 또한 허브와 드라이브샤프트 사이의 이음 발생이 있는 구조로 드라이브샤프트 축부의 비틀림 비빔음이 발생하는데 이를 방지하기 위하여 스틸와셔를 적용하고 있다.In the above-described conventional axle drive system, the hub side serration of the bearing and the outer race side serration of the drive shaft are engaged with each other, and also, there is a joint between the hub and the drive shaft. To prevent this from occurring, steel washers are applied.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적이 액슬 구동장치의 부품 통합화를 통한 중량절감 및 설계의 자유도를 향상시킬 수 있고, 허브와 드라이브샤프트 사이의 이음 발생이 있는 구조를 개선하며 스틸와셔 부품을 삭제할 수 있는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, the purpose of which is to improve the weight and freedom of design through the integration of the parts of the axle drive device, a structure having a joint between the hub and the drive shaft. Improvements can be made to remove the steel washer parts.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액슬 구동장치는, 내륜, 외륜과 볼로 구성되어 있는 베어링; 중공이 생성되어 있으며 상기 베어링 내륜의 내주면과 측면을 감싸는 단턱이 생성되고, 상기 단턱이 생성된 일측 내주면에 사선형으로 세레이션이 생성된 드라이브샤프트 세레이션부를 포함하는 드라이브샤프트; 중공이 생성되어 있으며 중공을 둘러싼 테이퍼진 벽의 외면에 사선형 세레이션이 생성되어 상기 드라이브샤프트 세레이션부와 합치되는 허브 세레이션부를 포함하며, 상기 드라이브샤프트에 수용되는 허브 및; 상기 드라이브샤프트와 상기 허브의 중공에 삽입되어 결합하는 체결용 볼트를 포함하여 이루어지는 차량의 액슬 구동장치이다.The axle drive device according to the present invention for achieving the above object is a bearing consisting of an inner ring, an outer ring and a ball; A drive shaft including a drive shaft serration unit in which a hollow is generated and a stepped surface surrounding the inner circumferential surface and a side surface of the bearing inner ring is generated, and serrations are generated in a diagonal shape on one inner circumferential surface where the stepped surface is generated; A hub that is formed with a hollow and has a diagonal serration formed on an outer surface of a tapered wall surrounding the hollow to coincide with the drive shaft serration, and a hub accommodated in the drive shaft; It is a vehicle axle driving device comprising a fastening bolt inserted into and coupled to the drive shaft and the hub.

본 발명을 통해, 차량의 액슬 구동장치의 부품 통합화 및 새로운 구조의 적용으로 스프링 하중량 절감에 따른 연비개선 및 조종 안정성 향상을 기대 할 수 있다. 또한 베어링, 드라이브샤프트에 사선형 세레이션 구조를 적용한 아우터레이스 길이 축소에 따른 액슬 구동장치의 간소화로 종래보다 회전반경이 짧은 설계적 장점을 가질 수 있다. 그리고 종래에 비하여 베어링과 드라이브샤프트의 세레이션 비틀림에 의한 이음 개선용으로 적용하고 있던 스틸와셔를 삭제할 수 있다.Through the present invention, it is expected to improve fuel efficiency and improve steering stability by reducing the weight under the spring by integrating parts of the vehicle's axle drive and applying a new structure. In addition, the simplification of the axle driving device according to the reduction of the outer race length by applying a diagonal serration structure to the bearing and drive shaft can have a design advantage of shorter rotation radius than the conventional one. In addition, the steel washer, which has been applied to improve joints due to serration twisting of bearings and drive shafts, can be eliminated.

도1은 종래의 액슬 구동장치의 측면단면도.
도2는 종래의 액슬 구동장치의 스틸와셔 사시도.
도3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 액슬 구동장치의 측면 단면도.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 액슬 구동장치의 사시 단면도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 액슬 구동장치의 허브와 아우터레이스의 일부 단면 사시도1 is a side sectional view of a conventional axle driving device.
Figure 2 is a perspective view of a steel washer of a conventional axle drive.
Figure 3 is a side sectional view of a vehicle axle drive device according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective cross-sectional view of an axle driving device of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
5 is a partially sectional perspective view of a hub and an outer race of an axle driving device of a vehicle according to an embodiment of the present invention

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도3, 도4와 도5를 참조로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, specific details for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the attached FIGS. 3, 4 and 5.

본 발명에 따른 차량의 액슬 구동장치는, 내륜(41), 외륜(43)과 볼(42)로 구성되어 있는 베어링(40); 중공이 생성되어 있으며 상기 베어링 내륜(41)의 내주면과 측면을 감싸는 단턱(22)이 생성되고, 상기 단턱(22)이 생성된 일측 내주면에 사선형으로 세레이션이 생성된 드라이브샤프트 세레이션부(21)를 포함하는 드라이브샤프트(20); 중공이 생성되어 있으며 중공을 둘러싼 테이퍼진 벽의 외면에 사선형 세레이션이 생성되어 상기 드라이브샤프트 세레이션부(21)와 합치되는 허브 세레이션부(31)를 포함하며, 상기 드라이브샤프트(20)에 수용되는 허브(30) 및; 상기 드라이브샤프트(20)와 상기 허브(30)의 중공에 삽입되어 결합하는 체결용 볼트(10)를 포함하여 이루어지는 차량의 액슬 구동장치이다. An axle driving apparatus for a vehicle according to the present invention includes a bearing 40 composed of an inner ring 41, an outer ring 43 and a ball 42; A drive shaft serration unit in which a hollow is generated and a stepped portion 22 surrounding the inner circumferential surface and side surfaces of the bearing inner ring 41 is generated, and serrations are generated in a diagonal shape on one inner circumferential surface where the stepped portion 22 is generated ( Drive shaft 20 including 21); A hollow serration is generated and an oblique serration is generated on the outer surface of the tapered wall surrounding the hollow to include a hub serration section 31 that matches the drive shaft serration section 21, and the drive shaft 20 A hub 30 accommodated therein; It is an axle driving device for a vehicle that includes a fastening bolt (10) inserted into and coupled to the drive shaft (20) and the hub (30).

도3을 통해 보면 드라이브샤프트(20)가 허브(30)의 일부를 내부에 수용하며 결합하게 되는데, 체결용 볼트(10)가 허브(30)와 드라이브샤프트(20)에 생성된 중공부분을 관통하며 결합하게 된다.3, the drive shaft 20 accommodates and combines a portion of the hub 30 therein, and the fastening bolt 10 penetrates the hollow portion created in the hub 30 and the drive shaft 20. And combine.

그리고 종래와 달리 베어링(40)과 드라이브샤프트(20)를 통합화 하였는데, 도4에서 볼 수 있듯 베어링(40)의 볼(42)은 베어링 내륜(41)과 드라이브샤프트(20)를 구동륜으로 가지게 되며, 드라이브샤프트(20)에 생성된 단턱(22)이 베어링 내륜(41)의 옆면 일부를 감싸는 형상으로 구성된다. 또한 베어링(40)과 드라이브샤프트(20)의 조립 후 베어링(40)의 내구와 수명을 최적화 하기 위한 예압이 요구된다. 한편, 예압은 베어링(40)의 강성을 증대시키거나 틈새를 없애는 등의 목적으로 미리 전동체에 가하는 하중을 의미한다.And unlike the prior art, the bearing 40 and the drive shaft 20 are integrated. As shown in FIG. 4, the ball 42 of the bearing 40 has a bearing inner ring 41 and a drive shaft 20 as driving wheels. , The stepped (22) generated in the drive shaft 20 is composed of a shape surrounding a part of the side surface of the bearing inner ring (41). In addition, a preload is required to optimize the durability and life of the bearing 40 after assembly of the bearing 40 and the drive shaft 20. On the other hand, the preload means a load applied to the rolling element in advance for the purpose of increasing the rigidity of the bearing 40 or removing a gap.

이런 예압을 위하여 드라이브샤프트(20)에 오비탈 공정을 적용하여 베어링(40)과 드라이브샤프트(20)를 하나의 부품으로 통합할 수 있다. 그리고 오비탈 공정으로 허브(30)에 사선형으로 생성된 허브 세레이션부(31)와 드라이브샤프트(20)에 사선형으로 생성된 드라이브샤프트 세레이션부(21)가 서로 치합되며 결합한다.For this preload, the orbital process can be applied to the drive shaft 20 to integrate the bearing 40 and the drive shaft 20 into one component. In addition, the hub serration portion 31 formed in a diagonal shape on the hub 30 and the drive shaft serration portion 21 formed in a diagonal shape on the drive shaft 20 are engaged with each other by an orbital process.

차량의 액슬 구동장치의 부품 통합화 및 새로운 구조의 적용으로 스프링 하중량 절감에 따른 연비개선 및 조종 안정성 향상을 기대 할 수 있다. 또한 베어링(40), 드라이브샤프트(20)에 사선형 세레이션 구조를 적용한 아우터레이스 길이 축소에 따른 액슬 구동장치의 간소화로 종래보다 회전반경이 짧은 설계적 장점을 가질 수 있다. 그리고 종래에 비하여 베어링(40)과 드라이브샤프트(20)의 세레이션 비틀림에 의한 이음 개선용으로 적용하고 있던 스틸와셔를 삭제할 수 있다.By integrating the parts of the vehicle's axle drive system and applying a new structure, it is expected to improve fuel efficiency and improve steering stability by reducing the weight under the spring. In addition, it is possible to have a design advantage of a shorter turning radius than the conventional one by simplifying the axle driving device according to a reduction in the outer race length by applying a diagonal serration structure to the bearing 40 and the drive shaft 20. In addition, the steel washer, which has been applied to improve joints due to serration twisting of the bearing 40 and the drive shaft 20, can be eliminated.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, those skilled in the art to which the art pertains will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

10: 체결용 볼트
20: 드라이브샤프트
21: 드라이브샤프트 세레이션부
22: 단턱
30: 허브
31: 허브 세레이션부
40: 베어링
41: 베어링 내륜
42: 볼
43: 베어링 외륜10: fastening bolt
20: drive shaft
21: drive shaft serration
22: Danchin
30: Hub
31: hub serration
40: bearing
41: bearing inner ring
42: Ball
43: bearing outer ring

Claims

In the vehicle's axle drive
A bearing consisting of an inner ring, an outer ring and a ball;
A drive shaft including a drive shaft serration unit in which a hollow is generated and a stepped surface surrounding the inner circumferential surface and a side surface of the bearing inner ring is generated, and serrations are generated in a diagonal shape on one inner circumferential surface where the stepped surface is generated;
A hub that is formed with a hollow and has a diagonal serration formed on an outer surface of a tapered wall surrounding the hollow to coincide with the drive shaft serration, and a hub accommodated in the drive shaft;
A fastening bolt inserted into and coupled to the drive shaft and the hub.
Including,
The inner ring and the ball of the bearing contact the outer circumferential surface of the drive shaft, and the stepped end of the drive shaft is formed by an orbital forming process to apply a preload to the bearing, thereby driving the axle drive device of the vehicle on which the bearing is mounted on the drive shaft.